中国一代火炸药之王——王泽山-八号坦克

【文/观察者网专栏作者 八号坦克】

1月8日上午，2017年度国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂隆重召开，南京理工大学王泽山院士获国家最高科学技术奖并代表获奖者发言，国家主席习近平为王泽山院士颁奖。

提到南京理工大学的王泽山院士，大家自然而然就会联想到这位“身许”火炸药数十载的多冠王。王院士曾参与我国多项国防重点课题，为我国军工火工品的发展做出了突出贡献，而在这众多的成果中，又有几项成果让我们国家的军工火工品行业成为世界范围内佼佼者。这便是“库存过期火药和退役报废炸药的再利用技术”（获1993年国家科技进步奖一等奖）“低温度系数发射药、装药技术及加工工艺”（获1996年国家技术发明奖一等奖）“远射程与模块发射装药”（获2016年国家技术发明一等奖）和“低过载发射药技术”。

将过期的火炸药转换成其他有用的化学产品，这便是王泽山院士的“库存过期火药和退役报废炸药的再利用技术”。通过适当的处理和化学反应，火炸药中可以得到近30种民用产品。

众所周知，工业产品都已一个保质期存在。在保质期内使用，可以保证产品达到或与出厂标准基本保持一致的效果。但是一旦超过这个时间，因为环境因素和产品本身的性质变化，这项产品就不能再继续使用了，火炸药也是如此。如何处理过期的火炸药产品成为了世界各国军工火工品行业的一个长期难题，国际上较为普遍的做法是将过期火炸药集中起来统一销毁。这样的做法不仅浪费，还会污染环境，耗时费力。

王院士的“库存过期火药和退役报废炸药的再利用技术”这一项，解决了火工品行业长久以来的一系列问题。将原本危险有害的火炸药进行了无害化处理，还可以将处理完成后的产物处理成有用的产品，增加附加产值。

火炸药销毁作业，不仅危险还会污染环境。

而说到“低温度系数发射药装药及加工工艺”，就需要先简单说明一下火炸药温度系数这一火炸药基本性质。对于我们常见的火工品来说，无论是火药、炸药、甚至是固体火箭推进剂。这些需要通过燃烧释放能量的含能材料，都存在一个问题。即受制于材料本身的性质不同，在不同的温度条件下其燃烧性能会产生较为明显的变化。这种燃烧过程伴随温度变化的系数，即可称为温度系数。

具体到实战环节中，我们不难发现。在极端环境条件下，火炸药受温度影响是确实会产生较大的性能差异。特别是对于发射药而言，由于一般情况下枪械和火炮的瞄准依据均是一份正常状态下发射时制定的射表。温度变化带来的燃烧性能变化会严重影响到不同温度条件下的射击曲线，进一步来说就是影响射击精准度。对于高膛压火炮，特别是主战坦克上的高膛压滑膛炮来说，如果使用的发射药在外界环境温度发生变化时能够保持稳定的燃烧特性，不仅可以大幅提升射击密集度，还可以进一步从一定程度上减少主炮的质量以提升坦克综合性能。众所周知，主战坦克内部的空间非常有限，要保证弹药携带量和内部空间，弹药架和炮尾的尺寸都是需要严格控制的。这也就表示，每一发弹药能携带的发射药体积是非常有限的。同时，因为炮尾尺寸也受到了相当的限制，炮膛内部空间和能承受的发射膛压条件也十分苛刻。在这些非常严格的条件限制下，如果发射药在不同环境条件下，燃烧情况出现较大偏差，如果是低于正常值还仅仅是影响射击精度，而如果超出了标准水平，极有可能造成发射事故，十分危险。

现藏于南京理工大学兵器博物馆的国产125滑膛炮。坦克炮身管相当粗厚的管壁就是为了保证在高膛压下发射时不至于发生较大的形变，能稳定发射药燃烧曲线对坦克炮身管重量控制有着至关重要的作用。

如何能在保证安全的前提下，让发射药充分燃烧，并且尽可能多的释放出能量，让穿甲弹获得预期的动能，同时还要保证成本和加工难度。这些都是坦克穿甲弹发射药的研制难点，早年我们国家也曾尝试从国外引进相关技术。上世纪80年代，我军使用的伴随防空高炮还是以37mm口径为主的各型牵引高炮。虽然有机动式的双管57mm高炮和正在研制的自行双37高炮，但面对假想目标强大的空军实力，特别是新一代的武装直升机，缺乏有效的反制手段。上世纪80年代末，我国同瑞士厄利空公司达成了新式的双管35mm高炮的引进合同。

国产双管35mm高炮

在同瑞士公司进行该项目引进谈判时，为双35高炮进行配套弹药生产的公司提出他们有一种全新的“零梯度发射药制造技术”。这项技术得到了当时的国内技术人员的关注，随后早已针对该方面技术提出了立项申请的华东工学院（现南京理工大学）王泽山教授团队终于得到了相关方面的支持，在几年后攻克了该火炸药领域的难题，并于1996年获得国家技术发明一等奖，王教授也于1999年荣登中国工程院院士。“低温度系数发射药装药及加工工艺”让王院士成为了国家科技进步奖和国家技术发明奖“双冠王”。

需要说明的是，虽然同国外相关技术实现的目标一致，但低温度系数发射药技术和国外相关技术在实现方式上有很大的区别，是一项完全自主创新的新技术。

远射程与模块发射装药技术，是火炮系统现代化的重要发展方向。通过模块化设计的发射药，可以简单的调整火炮发射药药量。实现“高效毁伤、精确打击、快速反应、火力压制”模块化装药技术功不可没，这项技术目前也已经在我们国家的多型火炮上实际应用。

“低过载发射药技术”则是为火炮射击精确制导武器的发展扫清了最后一道障碍。我们都知道，火炮在发射弹丸时弹丸会在几毫秒的时间内经由火药气体燃烧膨胀产生的能量推进将速度增加至数倍音速飞出身管。这个过程中弹丸将会承受十几甚至几十倍G值的过载，对于使用传统机械引信的炮弹而言，也会发生发射震动或者过载过大导致机械引信失效的问题。而要将现在的精确制导装置安装在火炮炮弹之上，电子设备，特别是用于惯性制导的惯性测量单元很难承受这么大的过载，而其他的一些设备也会存难以承受发射过载的问题。而要是随意降低发射过载，由于火炮作为发射工具，其身管长度又是有限的，过载过低会严重影响炮口动能，影响火炮射程。要让火炮具备发射精确制导武器的能力，就必须研制出合适制导武器使用的低过载发射药。结合模块化装药技术，才能让信息化时代的火炮获得新的作战能力。

而使用了“低过载发射药技术”后，在保证炮弹出膛动能基本不变的前提下，能保证炮弹承受的过载有效降低至制导设备可以承受的范围内。新世纪以来，我们国家列装了多型精确制导炮弹。不仅有用于陆军压制火炮的155mm和122mm的激光/卫星制导炮弹，还有海军使用的76mm和130mm精确制导炮弹，以及坦克炮炮射导弹等。这些制导弹药的研制，都和低过载发射药密不可分。

除了这些军工产品，王泽山院士还在烟火爆竹等民用爆炸品领域和其他化学工业产品上有所建树。这里面还包括了用于开采、施工的民用炸药及起爆、导爆产品，射钉枪和一些非致命性武器。这位献身国防事业60多年的老人可以说是我们国家名副其实的“火炸药之王”。

（图片来自南京理工大学官方微信平台，版权归原作者所有）

本文系观察者网独家稿件，文章内容纯属作者个人观点，不代表平台观点，未经授权，不得转载，否则将追究法律责任。关注观察者网微信guanchacn，每日阅读趣味文章。